传感器测量排汗以监测葡萄糖水平

德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员正在努力开发一种可穿戴设备，这种设备可以通过皮肤上的汗水监测个人的血糖水平。

最近在线发表在传感器和执行器B：化学杂志上的一项研究中，Erik Jonsson工程与计算机科学学院生物工程学教授Shalini Prasad博士和她的合着者展示了他们设计的可靠生物传感器的能力。检测和量化人体汗液中的葡萄糖。

该团队此前已证明他们的技术可以检测汗液中的皮质醇。

但对于糖尿病患者和有糖尿病风险的人来说，血糖或血糖的自我监测是管理他们病情的重要部分。

“监测心率和步数的健身追踪器非常受欢迎，但可穿戴的非侵入性生物传感器对治疗疾病非常有益，”塞西尔H.和Ida系统生物科学绿色教授Prasad说。

典型的家用血糖监测器需要使用者通常通过手指刺并且通常每天数次获得小血样。然而，UT Dallas基于纺织品的传感器检测人体皮肤上少量环境汗液中的葡萄糖。

“在我们的传感器机制中，我们使用与血糖测试条相同的化学和酶促反应，”Prasad说。“但在我们的设计中，我们不得不考虑在手表或手腕设备下面或贴在皮肤旁边的贴片下会出现的少量环境汗液。”

普拉萨德说，使用汗液的研究人员经常使用一种称为离子电渗疗法的过程，该过程通过皮肤发出电流，产生足够的汗液用于感知实验。然而，由于这种方法可能会导致皮肤出现皮疹和灼伤，因此研究小组寻求一种可以使用少量汗水的方法。

它们的设计适用于体积小于1微升的汗液，这是适合盐晶体大小的立方体的大约液体量。

该技术还以数字读出的形式提供实时响应。

Prasad和生物工程博士生Rujuta Munje是该期刊文章的主要作者，他们在其葡萄糖传感器中加入了现成的聚合物基纺织材料，并使用UT达拉斯洁净室设施来构建电子元件。原型是一个小的，灵活的杆状装置，大约一英寸长。

“我们在设计中使用了纺织品和织物的已知特性，”普拉萨德说。“创新之处在于我们将电极整合并放置在这种纺织品上的方式，使得极少量的汗液能够有效地扩散到整个表面。”

典型的血糖测试条还含有一种分子，该分子最终放大来自条带上的化学反应的信号，足以在监测装置上电子记录。但是，如果用在皮肤旁边的设备中，那些分子可能会引起刺激，Prasad说，这提出了另一个挑战。

为了确保这么少量的汗液能产生足够强的信号，Prasad和Munje改变了纺织材料的表面形貌。

“我们的修改使这种材料能够捕获葡萄糖氧化酶分子，从而有效地放大信号，”Prasad说。“我们这样做是因为我们正在考虑可能的商业化 - 为了做到这些，我们需要一个并不复杂的制造工艺。”

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